2,45 GHz Mikrowellen-Strahlung induzierter oxidativer und nitrosativer Stress vermittelte Hoden-Apoptose: Beteiligung eines p53-abhängigen bax-caspase-3-vermittelten Signalweges.

Immer mehr Studien beschreiben die schädlichen Auswirkungen von Hochfrequenzstrahlung auf die männliche Fruchtbarkeit. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, biologische Wirkungen der Hochfrequenz auf die Hoden von zwölfwöchigen Swiss Albinomäusen zu überprüfen und gegebenenfalls zugrundeliegende Signalwege zu untersuchen.

Die Tiere (n = 10) wurden mit 2,45 GHz kontinuierlichen Mikrowellen bei 0,0248 mW/cm² und einem SAR-Wert von 0,0146 W/kg für 2 h am Tag befeldet. Die Bestrahlungsdauer betrug 15, 30 und 60 Tage, die Scheinbestrahlung der Kontrollen erfolgte lediglich über 60 Tage. Es wurden folgende Parameter bewertet: Histologie der Hoden, Serum-Testosteron, reaktive Sauerstoffspezies (2′,7′-Dichlorfluorescein-Diacetat-Assay), Stickoxide (saure Griess Reaktion), Lipidperoxidation (Malondialdehyd, MDA), Aktivität antioxidativer Enzyme (Superoxid-Dismutase, Katalase, Glutathion-Peroxidase), Expression von pro-apototischen (p53 und Bax) und anti-apoptotischen (Bcl-2 und Bcl-xL), Cytochrom c, aktive und inaktive Caspase-3 sowie ungespaltenes PARP-1.

Die 2,45 GHz Hochfrequenz-Befeldung führte zu einer veränderten Histologie der Hoden mit verringertem Durchmesser der Hodenkanälchen, Spermienanzahl, Überlebensfähigkeit der Spermien und Serum-Testosteronspiegel. Die reaktiven Sauerstoffspezies, Stickoxide und MDA-Konzentration waren signifikant erhöht bei gleichzeitiger Verminderung der Aktivität antioxidativer Enzyme. Die Expression von p53, Bax, Cytochrom c, und aktive Caspase-3 waren signifikant erhöht, während die Expression von Bcl-2, Bcl-xL, inaktiver Caspase-3 und ungespaltenem PARP-1 signifikant vermindert waren. Bei allen untersuchten Parametern war eine Dosis-Wirkungs-Beziehung in Form von stärkeren Auswirkungen nach 60 Tagen als nach 15 Tagen Befeldung zu beobachten.

Diese Studie mit sauberem Design (Dosimetrie, Anzahl Versuchstiere etc.) zeigt, dass 2,45 GHz-Hochfrequenz zu einer Akkumulation von freien Radikalen führen kann. Die Daten weisen darauf hin, dass die freien Radikale im Stande sind, Apoptose in den Hoden zu verursachen, was möglicherweise wiederum zu dem pathogenen, unfruchtbarkeitsähnlichen Zustand der männlichen Mäuse führt. Die Wissenschaftler identifizieren den p53-Caspase-3-Signalweg als möglichen Mechanismus, wie die Hochfrequenz die Apoptose induziert. (RH)